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多臺面模塊化汽車衡秤臺的有限元分析

2012-12-28

近年來,作為大型稱重計量設備的汽車衡越來越廣泛地應用于工礦企業(yè)、交通運輸、港口、倉庫等各個部門。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,運輸車輛類型不斷增多,裝載能力不斷提高,這就對汽車衡的承載能力提出了更高的要求[1]。

傳統(tǒng)的汽車衡臺面結(jié)構(gòu)和剛度分析方法是把汽車衡簡化成一簡支梁,這種簡化方法計算簡單,在汽車衡行業(yè)的設計和校核計算中曾廣泛采用,但這種建模方法也正是因為模型過于簡化而導致最終結(jié)果的不可靠。隨著計算機技術的日益發(fā)展和廣泛應用,有限元分析方法逐漸成為結(jié)構(gòu)力學分析中強有力的工具。

生產(chǎn)實踐中,汽車衡是以剛度指標作為重要設計依據(jù)的。當車輛滿載過秤臺時,以后輪行至秤臺縱向中間位置時產(chǎn)生的秤臺彎曲變形最大,此時載荷為最大,秤臺結(jié)構(gòu)必須滿足此時的剛度要求。按汽車衡秤臺技術要求,秤臺承受額定載荷時的允許最大彎曲變形不得超過秤臺縱向長度的1/800至1/1000,從安全角度出發(fā),我們?nèi)】v向長度的1/1000作為校核指標,即5mm。

ANSYS提供了兩種生成模型的方法:實體建模和直接生成模型。由于實體建模相對處理的數(shù)據(jù)較少,便于幾何改進和單元類型的變化,這也便于下一步的優(yōu)化設計。對于龐大或復雜的模型,尤其是三維實體模型更加適合,所以對于汽車衡秤臺的剛度校核我們采用實體建模。

整個秤臺除支撐鐵是35號鋼以外,其余材料都是Q235,所以選定彈性模量為2×1011,泊松比為0.27。

最初計劃定義單元類型為20節(jié)點的6面體單元SOLID95,考慮到上下蓋板形狀規(guī)則,為保證其單元形狀為6面體,蓋板用掃掠網(wǎng)格劃分(SWEEP)或映射網(wǎng)格劃分(MAPPED)。但由于蓋板與槽鋼及筋板焊接處情況較復雜且厚薄不一,各部分逐個進行網(wǎng)格劃分效率低下,且容易出錯,最終采用自由網(wǎng)格劃分。而采用自由網(wǎng)格劃分會導致6面體單元SOLID95退化為4面體單元,故最終采用10節(jié)點的4面體單元SOLID92。自由網(wǎng)格劃分時其Smartsizing選定10級,單元尺寸Size定為0.2。

來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.for815.cn/

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